如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc =" a
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如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc =" a
题型:不详
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如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc =" ad" =" s" =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P
1
、P
2
,且P
1
位于ab与P
2
的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m =" 0.30," P
1
杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P
2
不动,让P
1
杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P
1
杆停在AA¢位置。
求:
(1)P
1
杆在水平轨道上滑动的距离x;
(2)P
1
杆停止后,再释放P
2
杆,为使P
2
杆进入磁场时也做匀速运动,事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍,再释放P
2
,问P
2
杆是否有可能与P
1
杆不碰撞? 为什么?
答案
(1)0.96m(2)0.84倍(3)发生碰撞
解析
试题分析:(1) 设杆的质量为m, 则杆进入磁场时受到的安培力
F = mgsinq -m mgcosq (2分)
对P
1
杆运动的全过程,根据动能定理:
(4分)
解得:
(3分)
(2) 设杆长为l、进入磁场时速度为v, 杆进入磁场能做匀速运动,满足:
B I l = mgsinq -m mg cosq
得:
可见B与
成反比. (4分)
设杆下滑加速度为a, 由题意P
1
、P
2
杆到ab的距离可记为L、2L,则
(2分)
可得磁感应强度调后B
2
与调前B
1
之比
=0.84 所以应调到原来的0.84倍 (3分)
(3) P
2
杆必与P
1
杆发生碰撞. (2分)
因为此条件下, P
2
杆进入磁场后做加速度变小的减速运动, 它离开磁场时的速度必大于P
1
杆离开磁场时的速度. (2分)
点评:在分析中要注意物体运动状态(加速、匀速或平衡)由牛顿第二定律可得出对应的表达式,从而联立求解.
举一反三
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A.摇动过程中导线中的电流方向始终不改变
B.摇动过程中导线中的电流是交变电流
C.若两同学加快摇动金属导线,其他条件不变,则流过电流表的电流将变大
D.若两同学改为南北方向站立摇绳,其他条件不变 ,则流过电流表的电流将变大
题型:不详
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半圆形导轨竖直放置,不均匀磁场水平方向并垂直于轨道平面,一个金属环在轨道内来回滚动,如图所示,若空气阻力不计,则
A.金属环做等幅振动
B.金属环做减幅振动
C.金属环做增幅振动
D.无法确定
题型:不详
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如图所示,矩形闭合金属框
abcd
的平面与匀强磁场垂直,若
ab
边受竖直向上的磁场力的作用,则可知线框的运动情况是
A.向左平动进入磁场
B.向右平动退出磁场
C.沿竖直方向向上平动
D.沿竖直方向向下平动
题型:不详
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如图所示为两根竖直地放置在地面上的金属框架,框架的上端接有一电容量为C的电容器。框架上有一质量为m,长为L的金属棒,平行于地面放置,与框架接触良好无摩擦,棒离地面高度为h。强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直。开始时电容器不带电。自静止起将棒释放,问棒落到地面需要多少时间?
题型:不详
难度:
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如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角为
,在其上放置一矩形金属线框
,
的边长
,
的边长
,线框的质量
,电阻
,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近。重物质量
,离地面的高度为
。斜面上
区域是有界匀强磁场,方向垂直于斜面向上,已知AB到
的距离为
,
到
的距离为
,
到CD的距离为
,取
。现让线框从静止开始运动(开始时刻
与AB边重合),发现线框匀速穿过匀强磁场区域,求:
(1)efgh区域内匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q
(3)通过计算分析画出线框从开始运动到ab边与CD边重合过程中线框的
图象
题型:不详
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